\documentclass[10pt]{beamer}

\mode<presentation>
{
    \usetheme{Malmoe}
    \setbeamercovered{transparent}
}

\usepackage{ucs}
\usepackage[utf8x]{inputenc}
\usepackage[czech]{babel}
\usepackage{palatino}
\usepackage{graphicx}

\title{Digitální paměťový osciloskop}
\author{Daniel Piši}
\date{31.~1.~2008}

\begin{document}

\begin{frame}
    \titlepage
    \begin{center}
        Vedoucí práce: Ing. Zdeněk Havránek
    \end{center}
\end{frame}

% ------------------------------------------------------------------------------

% 1.5 min.
\begin{frame}
    \frametitle{Zadání a cíle projektu}

    \textbf{Zadání semestrální práce}
    \begin{itemize}
        \item Návrh koncepce digitálního paměťového osciloskopu
        \item Připojení k PC přes USB
        \item Výběr vhodných komponent
        \item Návrh schémat a desek plošných spojů
    \end{itemize}
    \bigskip

    \textbf{Cíle projektu}
    \begin{itemize}
        \item Získat nové zkušenosti
        \item Parametry vyhovující běžným měřením v elektronice
        \item Možnost rozšíření funkčnosti
        \item Nezávislost na jednom OS
    \end{itemize}

\end{frame}

% ------------------------------------------------------------------------------

% 1.5 min.
\begin{frame}
    \frametitle{Koncepce měřicího přístroje}

    \vspace*{-3mm}
    \begin{center}
        \includegraphics[height=33mm]{platform.png}
    \end{center}
    \vspace*{-5mm}

    \textbf{Základní deska}
    \begin{itemize}
        \item Definuje počet a komunikační rozhraní modulů
        \item Sběr, zpracování a analýza naměřených dat
        \item Stabilizace a rozvod napájecího napětí
        \item Jednočipový mikrokontrolér Atmel s jádrem ARM7
        \item FPGA Xilinx Spartan 3
        \item Synchronní statická RAM Cypress 4 Mbity
    \end{itemize}

\end{frame}

% ------------------------------------------------------------------------------

% 1.5 min.
\begin{frame}
    \frametitle{Moduly}

    \textbf{Měřicí moduly}
    \begin{itemize}
        \item Interakce s měřeným objektem -- digitalizace měřené veličiny
        \item Příklad: logický analyzátor, generátor funkcí
        \item K FPGA: 20-bitová paralelní sběrnice
        \item K $\mu$C: Asynchronní sériová sběrnice + 2 pomocné signály
    \end{itemize}
    \medskip

    \textbf{Komunikační moduly}
    \begin{itemize}
        \item Komunikace s nadřazeným systémem
        \item Příklad: USB, Ethernet, uživatelské rozhraní
        \item K $\mu$C: SPI sběrnice + 3 pomocné signály
    \end{itemize}
    \medskip

    \textbf{Pomocný modul}
    \begin{itemize}
        \item Příklad: indikace činnosti, ladění firmware
        \item K $\mu$C: 5 linek UARTu
    \end{itemize}


\end{frame}

% 1.5 min.
\begin{frame}
    \frametitle{Blokové schéma digitálního paměťového osciloskopu}

    \vspace*{-5mm}
    \begin{center}
        \includegraphics[height=35mm]{schema.png}
    \end{center}

    \textbf{USB modul}
    \begin{itemize}
        \item Galvanické oddělení -- Analog Devices \textit{i}Coupler
        \item Převod sběrnice SPI na USB -- Atmel s jádrem ARM7
    \end{itemize}
    \medskip

    \textbf{Modul dvoukanálového osciloskopu}
    \begin{itemize}
        \item Zajišťuje napájení a ovládání 2 analogových submodulů
        \item Lineární stabilizátory; měnič topologie 'Cuk; ATmega16
    \end{itemize}

\end{frame}

% ------------------------------------------------------------------------------

% 1.5 min.
\begin{frame}
    \frametitle{Analogový submodul}

    \vspace*{-5mm}
    \begin{center}
        \includegraphics[height=50mm]{analog.png}
    \end{center}
    \vspace*{-5mm}

    \textbf{Vstupní část}
    \begin{itemize}
        \item Vstupní impedance 1 M$\Omega \parallel$ 20 pF
        \item Výkonové posílení -- unipolární OZ
        \item Volitelné zeslabení 1:10 a vazba signálu (DC/AC)
        \item Možnost přivedení referenčních napětí
    \end{itemize}

\end{frame}

% ------------------------------------------------------------------------------

\begin{frame}
    \frametitle{Analogový submodul}

    \textbf{Zesilovač s volitelným zesílením}
    \begin{itemize}
        \item 2 neinvertující stupně, zesílení 5x a 2x
        \item Měřicí rozsah $\pm$100 mV až $\pm$10 V v krocích 1-2-5
    \end{itemize}
    \medskip

    \textbf{VF filtr}
    \begin{itemize}
        \item Aktivní filtr druhého řádu s mezním kmitočtem $f_m =$ 30 Mhz
    \end{itemize}
    \medskip

    \textbf{Vertikální posun}
    \begin{itemize}
        \item Invertující zapojení OZ
        \item Velikost posunu (až $\pm$3 V) řízena D/A převodníkem
    \end{itemize}
    \medskip

    \textbf{A/D převodník}
    \begin{itemize}
        \item Vzorkování 80 MS/s, rozlišení 12 bitů
        \item Diferenční budič A/D převodníku
        \item Možnost kalibrace referenčního napětí za pomoci DAC
        \item Zdroj hodinového signálu
    \end{itemize}

\end{frame}

% ------------------------------------------------------------------------------

% 1.5 min.
\begin{frame}
    \frametitle{Závěr}

    Navržené řešení splňuje všechny požadavky zadání.
    \medskip

    \textbf{Výhody}
    \begin{itemize}
        \item Široké možnosti rozšíření funkčnosti
        \item Svobodná licence GNU GPL 3 -- možnost inspirace a spolupráce
        \item Korekce offsetu, měřicích rozsahů a teplotní kompenzace
        \item Výpočetní výkon a velikost paměti
    \end{itemize}
    \medskip

    \textbf{Nevýhody}
    \begin{itemize}
        \item Proti nemodulárnímu přístroji vyšší počáteční investice
    \end{itemize}
    \medskip

    \textbf{Navazující bakalářská práce}
    \begin{itemize}
        \item Výroba a oživení prototypu
        \item Vytvoření firmware přístroje
        \item Multiplatformní obslužný software pro PC
    \end{itemize}

\end{frame}

% ------------------------------------------------------------------------------

\begin{frame}
    \frametitle{Poděkování a diskuze}

    Děkuji za Vaši pozornost.
    \vspace{2cm}

    Zvláštní poděkování patří vedoucímu projektu, panu Ing. Zdeňkovi Havránkovi, za odbornou pomoc, připomínky a čas, který mé práci věnoval.
\end{frame}

\end{document}
